[发明专利]光电协同催化氧化及湿法吸收汞硝一体化脱除系统及方法

说明书

本发明公开了一种光电协同催化氧化及湿法吸收汞硝一体化脱除系统及方法，该系统可以同时脱除燃煤烟气中单质汞和氮氧化物，使用两个装置，分别进行光电协同催化氧化单质汞和汞、氮元素的湿法吸收脱除。本发明在烟气管道内布置雾化喷嘴，喷射含有六水合硫酸亚铁的过氧化氢溶液，并在电极板电场和紫外光灯的作用下，高效的将单质汞转化为可溶于水的二价汞，随后烟气进入后程的湿法脱氮装置，可实现烟气中汞和氮元素的同时吸收脱除。本系统可以在现有的湿法脱氮的工艺上进行改造，工艺流程简单，投资成本低，脱除效率高，具有较高经济价值和实际生产意义。

技术领域

本发明涉及一种高效脱除燃煤烟气中汞和氮的方法，具体涉及一种光电协同催化氧化及湿法吸收汞硝一体化脱除系统及方法。

背景技术

汞是一种重金属元素，不论是汞的单质还是它的化合物，都具有很强的生物毒性，对人类、植物和动物产生各种直接或间接的危害。国际环境界和卫生界已经对汞的危害问题给予越来越大的关注。汞对于环境的污染来源，主要包括两个方面：天然释放和人为排放，其中，煤燃烧汞排放数量比例占到约三分之一。在湿法脱硫的过程中，调节各种运行参数，并且使用H₂S和加入少许的乙二胺四乙酸(EDTA)试剂，可以明显增加脱硫系统的汞捕集效率。选择性催化还原脱硝装置(SCR)，不但可以将NO_x还原成为氮气N₂，而且对单质汞Hg⁰也具有一定的氧化效果。但这些烟气净化装置对汞的脱除能力有限，尤其是燃煤烟气中的单质汞Hg⁰，具有极强的挥发性，通常可以穿过常规的烟气净化装置而不被捕获。由此看来，对于单质汞Hg⁰的控制，是影响总汞排放控制的关键。针对高浓度的汞源有很多控制技术，可是这些技术对燃煤电站低浓度的汞难以奏效且成本比较高。目前，燃烧后烟气脱汞技术主要包括干法脱除(喷射吸附剂)和湿法脱除(添加氧化剂)。干法脱汞效率有限，成本较高，且会影响锅炉内部流场，因此湿法脱汞是比较好的选择，且可以利用强氧化性溶液把单质汞Hg⁰氧化为离子汞Hg²⁺，并将后者截留在氧化剂溶液中，为了避免汞元素形成二次污染，再对二价汞溶液进行合理的处理。但是，一套湿法脱汞设备，对于新电厂和已运行电厂，无论是建设场地还是投资都难以接受。

目前独立的强制氧化脱汞的设备建设成本很高，因此，需要提出一种具有高效性和经济性要求的湿法脱汞方法，并能够利用电厂现有设备，同时进行汞和其他污染物的联合脱除，满足日益严格的燃煤电站烟气中污染物的排放标准。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种光电协同催化氧化及湿法吸收汞硝一体化脱除系统及方法，是高效脱除燃煤烟气中汞和氮氧化物的方法，使用强制氧化+溶液吸收，是一种相对可靠且效率较高的脱除气态Hg⁰和氮氧化物的方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种光电协同催化氧化及湿法吸收汞硝一体化脱除系统，由烟气管道1、溶液喷嘴2、电极板3、紫外光光源4、正负电极5、电化学富集池6、止回阀7、循环泵8、喷淋装置9所组成；

所述烟气管道1为整个系统的主体和依附，为一段进口平直管段连接一个中间竖直管段，中间竖直管段底部封死留有长方体区域作电化学富集池6，中间竖直管段顶部连接出口平直管段，溶液喷嘴2安装在烟气管道1的进口平直管段的上壁面处；电极板3安装在烟气管道1的进口平直管段的上下壁面，电极板3位置在溶液喷嘴2之后；紫外光源4安装在电极板3的上电极板上；正负电极5安装在烟气管道1的中间竖直管段底部两侧壁面上，正负电极5处于电化学富集池6内；电化学富集池6的出口经由止回阀7连接至循环泵8的入口，循环泵8的出口则连接至喷淋装置9，喷淋装置9位于烟气管道1的中间竖直管段上部；所述溶液喷嘴2向烟气管道1中喷洒的是含有六水合硫酸亚铁的过氧化氢溶液，电化学富集池6中盛装的是氧化剂。